【実施例】
【0065】
以下、本願の各実施例を、図面に基づいて説明する。なお、
図1及び
図6は、各実施例に係る変倍光学系ZL(ZL1,ZL2)の構成及び屈折力配分を示す断面図である。また、これらの変倍光学系ZL1,ZL2の断面図の下部には、広角端状態(W)から望遠端状態(T)に変倍する際の各レンズ群G1〜G6の光軸に沿った移動方向が矢印で示されている。
【0066】
各実施例において、非球面は、光軸に垂直な方向の高さをyとし、高さyにおける各非球面の頂点の接平面から各非球面までの光軸に沿った距離(サグ量)をS(y)とし、基準球面の曲率半径(近軸曲率半径)をrとし、円錐定数をKとし、n次の非球面係数をAnとしたとき、以下の式(a)で表される。なお、以降の実施例において、「E−n」は「×10
-n」を示す。
【0067】
S(y)=(y
2/r)/{1+(1−K×y
2/r
2)
1/2}
+A4×y
4+A6×y
6+A8×y
8+A10×y
10 (a)
【0068】
なお、各実施例において、2次の非球面係数A2は0である。また、各実施例の表中において、非球面には面番号の右側に*印を付している。
【0069】
[第1実施例]
図1は、第1実施例に係る変倍光学系ZL1の構成を示す図である。この
図1に示す変倍光学系ZL1は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6とから構成されている。
【0070】
この変倍光学系ZL1において、第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸形状の正レンズL12との接合正レンズ、及び、物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL13から構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL21、両凹形状の負レンズL22、及び、両凸形状の正レンズL23から構成されている。この第2レンズ群G2の非球面負レンズL21は、物体側レンズ面に非球面形状の薄いプラスチック樹脂層を備えている。また、第3レンズ群G3は、両凹レンズ形状の非球面負レンズL31から構成されている。この第3レンズ群G3の非球面負レンズL31は、物体側レンズ面が非球面形状である。また、第4レンズ群G4は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL41と両凸形状の正レンズL42との接合正レンズ、及び、両凸形状の正レンズL43と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL44との接合正レンズから構成されている。また、第5レンズ群G5は、物体側から順に、両凹レンズ形状の非球面負レンズL51と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL52との接合負レンズから構成されている。この第5レンズ群G5の非球面負レンズL51は、物体側レンズ面が非球面形状である。また、第6レンズ群G6は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL61、及び、両凸形状の正レンズL62と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL63との接合正レンズから構成されている。
【0071】
この第1実施例に係る変倍光学系ZL1では、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の空気間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の空気間隔が増大し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の空気間隔が減少し、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5の空気間隔が増大し、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6の空気間隔が減少するように、第1レンズ群G1から第6レンズ群G6の各レンズ群が物体方向へ移動する。なお、開口絞りSは第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に配置されており、この開口絞りSは、変倍に際し第4レンズ群G4とともに移動する。また、第4レンズ群G4と第6レンズ群G6とは、変倍に際し一体に移動する。
【0072】
また、この第1実施例に係る変倍光学系ZL1では、第3レンズ群G3を物体方向へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体への合焦が行われる。
【0073】
また、この第1実施例に係る変倍光学系ZL1では、第5レンズ群G5を光軸と直交する方向の成分を持つように移動させることによって、手ブレ等による結像位置の変位を補正する。
【0074】
なお、全系の焦点距離がfで、防振係数(ブレ補正での移動レンズ群の移動量に対する結像面での像移動量比)がKのレンズで角度θの回転ブレを補正するには、ブレ補正用の移動レンズ群を(f・tanθ)/Kだけ光軸と直交方向に移動させればよい。この第1実施例に係る変倍光学系ZL1の広角端状態においては、防振係数1.27であり、焦点距離は18.5mmであるので、0.60°の回転ブレを補正するためにの第5レンズ群G5の移動量は0.15mmである。また、第1実施例に係る変倍光学系ZL1の望遠端状態においては、防振係数2.25であり、焦点距離は137.1mmであるので、0.20°の回転ブレを補正するための第5レンズ群の移動量は0.21mmである。
【0075】
以下の表1に、第1実施例に係る変倍光学系ZL1の諸元の値を掲げる。この表1において、全体諸元におけるfは全系の焦点距離、FNOはFナンバー、2ωは画角、Ymaxは最大像高、及び、TLは全長をそれぞれ表している。ここで、全長TLは、無限遠合焦時のレンズ面の第1面から像面Iまでの光軸上の距離を表している。また、レンズデータにおける第1欄mは、光線の進行する方向に沿った物体側からのレンズ面の順序(面番号)を、第2欄rは、各レンズ面の曲率半径を、第3欄dは、各光学面から次の光学面までの光軸上の距離(面間隔)を、第4欄νd及び第5欄ndは、d線(λ=587.6nm)に対するアッベ数及び屈折率を示している。また、曲率半径∞は平面を示し、空気の屈折率1.00000は省略してある。なお、表1に示す面番号1〜29は、
図1に示す番号1〜29に対応している。また、レンズ群焦点距離は第1〜第6レンズ群G1〜G6の各々の始面と焦点距離を示している。
【0076】
ここで、以下の全ての諸元値において掲載されている焦点距離f、曲率半径r、面間隔d、その他長さの単位は一般に「mm」が使われるが、光学系は、比例拡大または比例縮小しても同等の光学性能が得られるので、これに限られるものではない。また、これらの符号の説明及び諸元表の説明は以降の実施例においても同様である。
【0077】
(表1)
[全体諸元]
変倍比=7.41
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 18.5 〜 69.8 〜 137.1
FNO = 3.37 〜 5.35 〜 5.87
2ω = 78.0 〜 22.27 〜 11.45
Ymax= 14.25 〜 14.25 〜 14.25
TL = 140.30 〜 182.76 〜 206.23
[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 219.5586 2.000 1.846660 23.78
2 76.5672 8.100 1.593190 67.90
3 -193.1433 0.100
4 62.9929 4.369 1.816000 46.62
5 135.2434 d5
6* 200.0000 0.150 1.553890 38.23
7 264.2433 1.200 1.772499 49.61
8 14.5524 6.639
9 -55.9960 1.000 1.882997 40.76
10 70.0778 1.368
11 34.2278 4.994 1.846660 23.78
12 -40.2215 d12
13* -38.0000 1.000 1.816000 46.62
14 73.1158 d14
15 ∞ 0.400 開口絞りS
16 31.3375 1.000 2.000690 25.45
17 17.5382 4.020 1.696797 55.52
18 -45.2689 0.100
19 25.2062 3.378 1.530784 53.99
20 -50.1174 1.000 1.902650 35.70
21 221.7499 d21
22* -49.6292 1.000 1.729157 54.66
23 14.2070 2.838 1.850260 32.35
24 37.8185 d24
25 -987.2356 4.223 1.497820 82.51
26 -22.6220 0.100
27 42.2054 7.527 1.487490 70.40
28 -17.4688 1.301 1.882997 40.76
29 -69.1566 BF
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 93.305
第2レンズ群 6 -59.998
第3レンズ群 13 -30.519
第4レンズ群 15 25.075
第5レンズ群 22 -34.507
第6レンズ群 25 40.427
【0078】
この第1実施例に係る変倍光学系ZL1おいて、第6面、第13面、及び、第22面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表2に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4〜A10の値を示す。
【0079】
(表2)
[非球面データ]
K A4 A6 A8 A10
第6面 22.2541 2.73433E-06 -3.40694E-08 8.73889E-11 -1.04437E-13
第13面 0.0119 1.07136E-06 1.36110E-08 9.05198E-11 -2.63445E-13
第22面 0.5764 2.56475E-06 -5.34939E-09 1.12941E-10 0.00000E+00
【0080】
この第1実施例に係る変倍光学系ZL1において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔d5、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d12、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔d14、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との軸上空気間隔d21、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6との軸上空気間隔d24、及び、バックフォーカスBFは、上述したように、変倍に際して変化する。次の表3に無限遠合焦時及び近距離合焦時のそれぞれにおける広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠状態の各焦点距離における可変間隔及びバックフォーカスの値を示す。なお、バックフォーカスBFは、最も像側のレンズ面(
図1における第29面)から像面Iまでの光軸上の距離を示している。この説明は以降の実施例においても同様である。
【0081】
(表3)
[可変間隔データ]
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
広角端 中間 望遠端 広角端 中間 望遠端
f 18.5 69.8 137.1 18.5 69.8 137.1
d5 1.500 28.674 46.349 1.500 28.674 46.349
d12 2.962 4.304 7.318 2.481 3.970 6.822
d14 26.115 7.463 3.000 26.596 7.797 3.496
d21 2.500 7.495 8.806 2.500 7.495 8.806
d24 11.306 6.311 5.000 11.306 6.311 5.000
BF 38.11 70.71 77.95 38.11 70.71 77.95
【0082】
次の表4に、この第1実施例に係る変倍光学系ZL1における各条件式対応値を示す。なお、この表4において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との合成焦点距離f12について、広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠状態の各焦点距離の値を示している。また、fwは広角端状態における変倍光学系ZL1の全系の焦点距離を、ftは望遠端状態における変倍光学系ZL1の全系の焦点距離を、f1は第1レンズ群G1の焦点距離を、f12wは広角端状態における第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との合成焦点距離を、f3は第3レンズ群G3の焦点距離を、f4は第4レンズ群G4の焦点距離を、f5は第5レンズ群G5の焦点距離を、f6は第6レンズ群G6の焦点距離を、それぞれ表している。以上の符号の説明は以降の実施例においても同様である。
【0083】
(表4)
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f12 -131.84 -366.17 2345.12
[条件対応値]
(1)f5/f3=1.131
(2)f12w/f3=4.320
(3)f1/ft=0.680
(4)f4/fw=1.355
(5)(−f5)/fw=1.865
(6)f6/fw=2.185
【0084】
このように、この第1実施例に係る変倍光学系ZL1は、上記条件式(1)〜(6)を全て満足している。
【0085】
この第1実施例に係る変倍光学系ZL1の、広角端状態での無限遠合焦状態の諸収差図を
図2(a)に示し、中間焦点距離状態での無限遠合焦状態の諸収差図を
図3に示し、望遠端状態での無限遠合焦状態の諸収差図を
図4(a)に示す。また、第1実施例の変倍光学系ZL1の広角端状態で且つ無限遠合焦状態においてブレ補正を行ったときのコマ収差図を
図2(b)に示し、望遠端状態で且つ無限遠合焦状態においてブレ補正を行ったときのコマ収差図を
図4(b)に示す。また、第1実施例の変倍光学系ZL1の近距離合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の諸収差図を
図5(a)〜(c)に示す。各収差図において、FNOはFナンバー、NAは開口数、Yは像高をそれぞれ示す。なお、球面収差図では最大口径に対応するFナンバーまたは開口数の値を示し、非点収差図及び歪曲収差図では像高の最大値をそれぞれ示し、コマ収差図では各像高の値を示す。dはd線(λ=587.6nm)、gはg線(λ=435.8nm)をそれぞれ示す。非点収差図において、実線はサジタル像面、破線はメリディオナル像面をそれぞれ示す。なお、以下に示す各実施例の収差図においても、本実施例と同様の符号を用いる。これらの諸収差図より、この第1実施例に係る変倍光学系ZL1は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらに近距離合焦時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
【0086】
[第2実施例]
図6は、第2実施例に係る変倍光学系ZL2の構成を示す図である。この
図6に示す変倍光学系ZL2は、物体側から順に、正の屈折力を有する第1レンズ群G1と、負の屈折力を有する第2レンズ群G2と、負の屈折力を有する第3レンズ群G3と、正の屈折力を有する第4レンズ群G4と、負の屈折力を有する第5レンズ群G5と、正の屈折力を有する第6レンズ群G6とから構成されている。
【0087】
この変倍光学系ZL2において、第1レンズ群G1は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズL11と両凸形状の正レンズL12との接合負レンズ、及び、両凸形状の正レンズL13から構成されている。また、第2レンズ群G2は、物体側から順に、物体側に凸面を向けた負メニスカスレンズ形状の非球面負レンズL21、両凹形状の負レンズL22と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL23との接合負レンズ、及び、両凸形状の正レンズL24から構成されている。この第2レンズ群G2の非球面負レンズL21は、物体側レンズ面に非球面形状の薄いプラスチック樹脂層を備えている。また、第3レンズ群G3は、両凹レンズ形状の非球面負レンズL31から構成されている。この第3レンズ群G3の非球面負レンズL31は、物体側レンズ面が非球面形状である。また、第4レンズ群G4は、物体側から順に、両凸形状の正レンズL41、及び、両凸形状の正レンズL42と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL43との接合正レンズから構成されている。また、第5レンズ群G5は、物体側から順に、両凹レンズ形状の非球面負レンズL51と物体側に凸面を向けた正メニスカスレンズL52との接合負レンズから構成されている。この第5レンズ群G5の非球面負レンズL51は、物体側レンズ面が非球面形状である。また、第6レンズ群G6は、物体側から順に、物体側に凹面を向けた正メニスカスレンズL61、両凸形状の正レンズL62、及び、両凸形状の正レンズL63と物体側に凹面を向けた負メニスカスレンズL64との接合負レンズから構成されている。
【0088】
この第2実施例に係る変倍光学系ZL2では、広角端状態から望遠端状態への変倍に際し、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2の空気間隔が増大し、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3の空気間隔が増大し、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4の空気間隔が減少し、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5の空気間隔が増大し、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6の空気間隔が減少するように、第1レンズ群G1から第6レンズ群G6の各レンズ群が物体方向へ移動する。なお、開口絞りSは第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との間に配置されており、この開口絞りSは、変倍に際し第4レンズ群G4とともに移動する。また、第4レンズ群G4と第6レンズ群G6とは、変倍に際し一体に移動する。
【0089】
また、この第2実施例に係る変倍光学系ZL2では、第3レンズ群G3を物体方向へ移動させることにより、遠距離物体から近距離物体への合焦が行われる。
【0090】
また、この第2実施例に係る変倍光学系ZL2では、第5レンズ群G5を光軸と直交する方向の成分を持つように移動させることによって、手ブレ等による結像位置の変位を補正する。この第2実施例に係る変倍光学系ZL2の広角端状態においては、防振係数1.37であり、焦点距離は18.5mmであるので、0.60°の回転ブレを補正するためにの第5レンズ群G5の移動量は0.14mmである。また第2実施例に係る変倍光学系ZL2の望遠端状態においては、防振係数2.46であり、焦点距離は137.2mmであるので、0.20°の回転ブレを補正するための第5レンズ群の移動量は0.19mmである。
【0091】
以下の表5に、第2実施例の変倍光学系ZL2の諸元の値を掲げる。なお、表5に示す面番号1〜31は、
図6に示す番号1〜31に対応している。
【0092】
(表5)
[全体諸元]
変倍比=7.42
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f = 18.5 〜 69.5 〜 137.2
FNO = 3.23 〜 5.27 〜 5.94
2ω = 78.1 〜 22.37 〜 11.44
Ymax= 14.25 〜 14.25 〜 14.25
TL = 147.44 〜 186.83 〜 213.32
[レンズデータ]
m r d nd νd
物面 ∞
1 240.0000 2.000 1.800999 34.96
2 52.7117 8.100 1.497820 82.51
3 -443.0237 0.100
4 64.5223 6.447 1.696797 55.52
5 -936.2592 d5
6* 500.0000 0.150 1.553890 38.23
7 822.4858 1.200 1.772499 49.61
8 18.2758 5.256
9 -165.4567 1.000 1.816000 46.62
10 19.8601 3.118 1.622049 36.15
11 32.0132 1.000
12 29.4566 4.897 1.846660 23.78
13 -55.0484 d13
14* -49.4019 1.000 1.816000 46.62
15 61.9839 d15
16 ∞ 0.400 開口絞りS
17 48.3794 3.113 1.639999 60.09
18 -39.1683 0.100
19 26.2287 4.086 1.487490 70.40
20 -26.5392 1.000 1.846660 23.78
21 -148.2799 d21
22* -42.1109 1.000 1.729157 52.66
23 16.2392 2.676 1.850260 31.35
24 40.3742 d24
25 -302.1886 4.124 1.497820 82.51
26 -25.5978 0.100
27 141.8594 2.868 1.557443 45.43
28 -91.1593 0.100
29 62.4497 6.548 1.487490 70.40
30 -19.7577 1.301 1.834807 44.72
31 -154.3786 BF
像面 ∞
[レンズ群焦点距離]
レンズ群 始面 焦点距離
第1レンズ群 1 96.473
第2レンズ群 6 -50.028
第3レンズ群 14 -33.555
第4レンズ群 16 24.677
第5レンズ群 22 -31.897
第6レンズ群 25 39.477
【0093】
この第2実施例に係る変倍光学系ZL2おいて、第6面、第14面、及び、第22面の各レンズ面は非球面形状に形成されている。次の表6に、非球面のデータ、すなわち円錐定数K及び各非球面定数A4〜A10の値を示す。
【0094】
(表6)
[非球面データ]
K A4 A6 A8 A10
第6面 1.0000 2.02178E-06 -1.91245E-08 5.41632E-11 -7.16953E-14
第14面 1.0000 6.73106E-06 1.51641E-08 -6.05979E-11 0.00000E+00
第22面 1.0000 6.96942E-06 4.75469E-10 2.28841E-11 0.00000E+00
【0095】
この第2実施例に係る変倍光学系ZL2において、第1レンズ群G1と第2レンズ群G2との軸上空気間隔d5、第2レンズ群G2と第3レンズ群G3との軸上空気間隔d13、第3レンズ群G3と第4レンズ群G4との軸上空気間隔d15、第4レンズ群G4と第5レンズ群G5との軸上空気間隔d21、第5レンズ群G5と第6レンズ群G6との軸上空気間隔d24、及び、バックフォーカスBFは、上述したように、変倍に際して変化する。次の表7に無限遠合焦時及び近距離合焦時のそれぞれにおける広角端状態、中間焦点距離状態、及び、望遠状態の各焦点距離における可変間隔及びバックフォーカスの値を示す。
【0096】
(表7)
[可変間隔データ]
無限遠合焦状態 近距離合焦状態
広角端 中間 望遠端 広角端 中間 望遠端
f 18.5 69.5 137.2 18.5 69.5 137.2
d5 1.500 27.643 46.848 1.500 27.643 46.848
d13 3.056 4.300 7.199 2.535 3.977 6.751
d15 27.000 7.501 3.000 27.521 7.823 3.448
d21 2.500 9.585 11.183 2.500 9.585 11.183
d24 13.683 6.598 5.000 13.683 6.598 5.000
BF 38.02 69.51 78.41 38.02 69.51 78.41
【0097】
次の表8に、この第2実施例に係る変倍光学系ZL2における各条件式対応値を示す。
【0098】
(表8)
広角端状態 中間焦点距離状態 望遠端状態
f12 -93.11 -187.87 -744.06
[条件式対応値]
(1)f5/f3=0.951
(2)f12w/f3=2.775
(3)f1/ft=0.703
(4)f4/fw=1.334
(5)(−f5)/fw=1.724
(6)f6/fw=2.134
【0099】
このように、この第2実施例に係る変倍光学系ZL2は、上記条件式(1)〜(6)を全て満足している。
【0100】
この第2実施例に係る変倍光学系ZL2の、広角端状態での無限遠合焦状態の諸収差図を
図7(a)に示し、中間焦点距離状態での無限遠合焦状態の諸収差図を
図8に示し、望遠端状態での無限遠合焦状態の諸収差図を
図9(a)に示す。また、第2実施例の変倍光学系ZL2の広角端状態で且つ無限遠合焦状態においてブレ補正を行ったときのコマ収差図を
図7(b)に示し、望遠端状態で且つ無限遠合焦状態においてブレ補正を行ったときのコマ収差図を
図9(b)に示す。また、第2実施例の変倍光学系ZL2の近距離合焦時の広角端状態、中間焦点距離状態及び望遠端状態の諸収差図を
図10(a)〜(c)に示す。これらの諸収差図より、この第2実施例に係る変倍光学系ZL2は、広角端状態から望遠端状態にわたって諸収差を良好に補正し優れた結像性能を有しており、さらに近距離合焦時にも優れた結像性能を有していることがわかる。
【0101】
ここで、上記各実施例は本願発明の一具体例を示しているものであり、本願発明はこれらに限定されるものではない。